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焊接安全IWE-3／4.16-17授课教师:元哲石1.火焰加工技术采用火焰加工方法有很多种。如：气焊、火焰加热、火焰消除应力、火焰喷涂、气体压力焊、火焰切割、氧熔剂切割等。对于所有这些方法所采用的有关设备，设施所带来的危险性和安全措施，在有关规定、规程、条例和法规均作出相应规定及防范措施。火焰技术的气体在火焰技术中现在主要应用的可燃气体为乙炔，此外还有液化气（丙烷-丁烷混合体）和天然气。并采用氧气还有用压缩空气作为添加气体。乙炔（C2H2）：乙炔是一种碳氢化合物，它是无色的易燃气体，比重略轻于空气，纯度为100%的乙炔是无味的，但通常商业上的乙炔气体则有一种明显的酸味，纯乙炔在一定的压力，存储器及贮瓶条件下，会剧烈地分解。为此，在气瓶中要装入多孔性充填物料（丙酮）使其熔解。乙炔的危险性：有关乙炔与空气或氧气的混合比确定的点火界限和点火温度可参照火焰加工气体的安全技术数据表。在火焰加工中，焊接或切割火焰有可能熄灭，这是由于熔渣或喷嘴污染造成，而这种熄灭又可能造成焊枪或切割枪的回火，这种回火将产生严重后果：●使混合气管路热负荷激烈增加●使所用设备压力激烈升高●使所用枪体烧损●使所用焊枪或切割枪喷嘴烧损回火将导致设备着火，如果回火不停止，将通过设备使气体贮存系统发生重大事故。通常乙炔与铜生成容易爆炸的化合物，只能使用钢或纯铁管道，用含铜低于65%的黄钢合金可正常使用，乙炔允许的工作压力上限为1.5bar。氢气（H2）：氢无色、无味、易燃且无毒，在大气温度和压力下以气态形式存在，它是最轻的气体，其密度只是空气的1/15，它燃烧时呈淡兰色和几乎看不见的火焰。丙烷（液化石油气C3H8）：丙烷是一种无色、无味气体，它在室温下只有7bar的压力下即呈液体状态，在呈液态装瓶时应避免高温。因温度升高时，其压力亦增高。天然气（甲烷CH4）：主要成分是甲烷，此外有氮气以及部分丙烷，甲烷是一种无色、无味的可燃性气体。民用气体：是一种由不同燃烧气体与非燃烧气体组合而成，由于含有CO气体使它有一种强烈地味道。甲烷-丙烷混合气：由不同可燃气体混合而成，这种混合气体比空气重，在低洼处应考虑到此危险性。氧气（O2）：虽然氧气本身不是可燃气体，但它是燃烧所必须的气体中它的含量增加，意味着可燃性增加，燃烧速度提高，燃烧温度提高。氧气的危险性：所有在空气中可燃的物质，在氧气中燃烧得会更强烈，某些燃烧物，例如油和油脂在氧中点燃，其燃烧近似于猛烈地爆炸，纯氧本身是不能燃烧的。设备和装置：设备和装置包括气体，可能出现的非密封问题或者操作不慎重而发生着火或爆炸，故有关设备和装置应严格按照规程要求和标准进行操作。2.火焰加工焊炬的要求及操作火焰加工焊炬主要采用射吸式枪体，氧气或高压氧作为助燃气体，通过射吸原理，进行气体的混合并用于火焰加工。焊炬手炳上应有制造厂商或相应地代理商的标记，从安全技术观点出发，重要的易损件和备件必须标出制造厂家、气体种类和使用期限。有关气体种类可参照以下标记：A=乙炔M=甲烷和天然气H=氢气C=煤气P=液化气（丙烷/丁烷）O=氧气所有焊炬应妥善保存避免受到污染，严禁将软管和焊枪挂在气瓶和减压阀上，易引起事故产生，焊炬特别是喷嘴处不易有熔渣存在。焊炬绝不能放在封闭的工具箱内，以防因关闭不严造成气体集聚而发生事故。3.压缩气体钢瓶大多数气体都使用压缩气体钢瓶贮存和使用，可以单独使用亦可以编组成汇流排形式使用，乙炔使用专用乙炔瓶，氧气和丙烷可用固定容器，天然气和煤气通常采用管道输送。为防止事故和火灾发生，请注意下列规定！气瓶：气瓶中气体承受一定压力。充满氧气钢瓶的压力有150bar，200bar新近有300bar.氧气提取在通过减压阀大量提取氧气时，由于冷却作用将发生冻结现象，在连续工作条件下提取量约10000升/小时。注意：与氧气接触的设施上要清除油、油脂等物质！乙炔气气瓶：乙炔瓶压力为18bar，并与外界温度有关。乙炔气瓶不允许平放倒空（装有高度多孔物质的带有红色环标记的乙炔气瓶例外)，一个乙炔气瓶的最大供气量为1000升/小时，当在长时间持续工作情况下供气量限制在700升/小时。注意：乙炔有向较大空间集聚的倾向（如管道、软管等）如果其压力超过1.8bar可导致爆炸性分解！钢瓶标记按“压缩气体技术规程”（TRG）和EN1089T1“标记”,T2“危险货物”，T3“颜色代码”要求进行。钢瓶上应刻印检验日期，净重，载荷空间，工作压力以及内部介质识别等标记。此外还应有相应气体的颜色标记，用色带或将整个气瓶涂其颜色。EN1089-3标准已于1997年7月公布，有关特殊国际标准规定将于2006年7月1日起采用。对工业使用的气瓶按气体特性进行标记如下：有毒/腐蚀黄色可燃红色乙炔暗褐色氧化浅兰色氧气白色惰性气体（无毒，无腐蚀，非燃性，非氧化性）Ar/CO2混合气体和压缩空气氩气暗绿色氮气黑色CO2气灰色氦气灰色当某一气体或某一混合气体其有两种危险特性，则必须在气瓶肩部涂以颜色，用其中一种危险特性所代表的颜色涂以环色带，同时将第二种危险特性所标志的颜色亦涂上去。在新的颜色标志上用大写“N”表示4.压缩气体钢瓶的安置适用范围：1）当气体提取时没有进行监视时2）当气体提取有人监视时—防止压缩气体钢瓶过热—防止压缩气体钢瓶乱仍和倒地滚动—压缩气体钢瓶应拧上防护帽进行保存—压缩气体钢瓶应设有专用场地贮存并用链条捆住—不能用磁铁式吊车起吊钢瓶5.减压器（压力表）减压器的功能减压器用以连接装有一定压力的气体以及液态气体的密封钢瓶，并通过它将工作压力的气体输送到工作地点，并在供气期间使工作压力保持不变。减压器的操作规则减压器在连接前，应检查气瓶接头的清洁程度（吹风检查）并检查接头处密封状况，当减压器不工作时，应卸去调节手柄的负载。减压器作为安全装置应执行安全标记“S”的规定，并在其背面留有压力泄流孔。其它规定，见ENISO2503（DINEN585）；TRAC207；BGVD1。6.软管软管必须符合相应气体种类的颜色的标记。软管内径为：O2=4.0mmC2H2=6.3mm软管应有下列标记：—EN559—最大工作压力bar—制造厂名称或标记—生产年份（日期）标记长度最长为1M许用工作压力：氧气及其它非可燃气体:20bar乙炔:1.5bar软管最短长度为3M（工作延伸长度为5M），新软管在首次使用时应吹洗，每米长度为1s。氧气带用氧气或惰性气体吹洗；乙炔带用压缩空气吹洗；破损的软管必须更换或进行适当的修补——漏气即为破损软管，有关修补的规定见EN560。注意：乙炔软管不得采用铜管连接！有爆炸危险！软管环箍应采用表面带有纹路的软管以防止打滑，环箍如图6所示不得用线部扎钢丝，软管不得有裂纹，并防止过热，软管在铺设时应注意避开各种潜在危险。长距离输送的软管在长距离氧气输送时，可采用双根软管并加以保护（如上图所示）有关说明和规定，见EN559，BGVD1。7.乙炔发生器的安置乙炔发生器即可安置在室内，也可以安置在通风良好的室内，但禁止将其安置在下列场所；▲高压线及母排线下面；▲空压机、制氧站、通风机的吸风口处；▲金属构件、避雷针的接地导体附近；▲可能成为电气回路的轨道上；▲剧烈震动的工作台上；▲距明火、火花点、高压线水平距离10米以内的地方；▲会受到烈日暴晒的地方。8.弧焊电源8.1对触电事故的防护手工电弧焊时，由电流引起的危险性特别高。防止电流引起危险的最好办法是绝缘。电焊手套和劳保鞋具有良好的绝缘作用，即它们有较高的电阻。表4为好与差的绝缘保护状态在电流回路中的电阻值。表4电流回路中的电阻值电流回路中电阻的组成好的绝缘保护状态差的绝缘保护状态（如：潮湿）焊接电缆中的电阻电焊手套的电阻包括皮肤电阻在内的身体电阻劳保鞋（鞋底）电阻0.1Ω10000Ω3000Ω10000Ω0.1Ω50Ω1000Ω50Ω总电阻23000.1Ω1100.1Ω如果将带手套保护的手和劳保鞋用42V电压连接起来形成电流回路，则通过身体的电流为I。好的绝缘保护状态时：mAAVI8.10018.02300042差的绝缘保护状态时：mAAVI38038.0110042电流对人体物理作用取决于流经人体的电流强度，电流强度可分为下列四种情况：I级：0～25mA从0.5mA开始，使人感到烦燥不安从15mA开始，肌肉痉挛，但一般不会造成死亡II级：25～80mA从50mA开始，由于呼吸系统的肌肉组织的痉挛而造成丧失知觉，并伴随心脏停止跳动。III级：80mA～5A由于心室颤抖而造成死亡IV级：5A仅很短的作用时间则使心脏遭受电击，心脏停止跳动，并且有严重烧伤的危险。对触电事故的防护预防触电事故应做到以下几点：a)只能由电工进行网路连接与更换；b)正确地使用焊接电源和焊接发电机；c)使用绝缘良好的电缆及焊把；d)劳动保护工作要好（鞋上没有铁钉，干燥的电焊皮手套等）。发生触电事故时抢救应做到以下两点:a)发生事故后应立即将触电者脱离电源，与此同时救护人员要注意自身的安全。b)采取急救措施并立即通知医生。8.2弧焊电源接线1）网路一侧只允许电气技术人员进行清理和维修。注意！在较长中断工作时，网路一侧电源应断开。2）焊接电压一侧应使用完整无损的焊接电缆，手工电弧焊工作电压一般在15～40V，当电弧中断时，工作电压迅速恢复到空载电压。焊接电缆不应过长，否则造成电能损耗。焊接电缆直径与所使用焊接电流的关系焊接电缆直径mm22535507095120焊接电流maxA2002503154004706003）多台电源焊接当多名焊工使用多台焊接电源焊接同一工件时，即同时有二个电弧在燃烧，则可能产生不允许的高的接触电压。●直流假若网路的接通无特殊说明。当采用不同极性同时焊接时，两台电源之间的空载电压是它们的总和。在这种情况下，两名焊工应彼此分开而不得相互接触，并用绝缘档板隔开。●交流采用同相间交流电源时，二次接线间空载电压采用不同相间交流电源二次接线间空载电压—焊接电源的组合应在专家指导下进行使用相同焊接电流（否则产生过载）不允许串联使用，因为这将使空载电压相叠加。—焊接回路所用焊接电缆与焊接电源和工件的接线必须夹紧，接触良好，否则将产生过热以致将接线端烧毁。交流电源并联时9.弧焊设备的空载电压当特殊工艺须要高于规定的空载电压时，必须对设备提供相应的绝缘方法，如采用空载自动断电保护装置或其它措施。空载电压从引弧和电弧的稳定性考虑，电源的空载电压越高越好，但从安全和降低电焊机成本考虑，则要求空载电压越低越好。国标（GB15579）规定：弧焊机空载电压为：交流电压不超过80V；直流电压不得超过100V。目前国产交流弧焊电源的空载电压多在70-80V之间，直流弧焊电源的空载电压在60-90V之间。按德国标准VBG15§15，空载电压按应用条件分，见表5（IEC-60974-1标准与此表相同）空载电压指的是，当焊接回路中未联接有引弧及稳弧装置并呈“断开”状态时，焊枪与工件间的电压。当焊接电源与其它辅助装置或几个焊接电源相连在一起时，其电压总和为空载电压。①对于表中的a和5项在任何情况下空载电压均不得超过规定值，且交流电压中的直流电压分量也不得超过48V。②对于表中的b项，其空载电压在焊接起弧之前及焊后应关闭。③在等离子焊接时，应按规定使用相应工具拆卸焊枪。④等离子焊接用电源在符合表中e项的要求时可以在较高电气危险条件下应用。⑤在表中a项条件下，当电路中装有空载电压自保护装置时，允许焊接电源的空载电压超过额定值。⑥在表中b和d项条件下，当电路中装有空载电压自保护装置时，允许焊接电源的空载电压超过额定值。⑦空载电压自保护装置应保持良好状态。⑧焊接电源的遥控装置应符合下述条件：—具有最小电压保护措施。—具有保护间隔的保护措施。—最高使用电压为113V。⑨焊接电源必须绝对安全。⑩在用于较高电气危险条件下的焊接电源上应清楚、牢固地打上S标记，并当有过载电源时要有相应的保护措施。较高的电气危险条件如下：—当焊工身体的任一部位与导电体有接触时。—在焊工工作位置2米以内范围有其它电气设备时。—在潮湿及高温的工作环境下。在焊接工作开始之前检查下列事